Цифровая головная станция предназначена для приёма сигнала телевизионных каналов из внешних источников и конвертирования их в единый формат для последующей дистрибуции на приёмные устройства, установленные в домах или квартирах клиентов сети. Стандартная головная станция состоит из антенн для приёма программ эфирного и/или спутникового телевидения и оборудования для конвертирования телевизионного сигнала. Обычно на головных станциях используется такое оборудование, как трансмодуляторы, кодировщики аудио/видео, ремультиплексеры, скремблеры, модули для подключения SI, а также QAM-модуляторы.
Как правило, оборудование для построения головных станций продаётся в специализированных интернет-магазинах, например, в таких как lan-art.ru – телекоммуникационное оборудование с доставкой по России и СНГ.
Для контроля и управления работой оборудования, установленного на головной станции, пакетами программ и цифровыми сет-топ-боксами используется специальное программное обеспечение. Оно включает в себя систему условного доступа (CAS), систему управления сетью (NMS), систему управления абонентами (SMS) и программное обеспечение для подключения системной информации (SI).
<Цифровые сет-топ-боксы, установленные в домах абонентов, используются ими для просмотра цифровых телеканалов стандартной или высокой чёткости.
Каким образом телеканалы поступают на головную станцию?
Как правило, головная станция принимает телеканалы при помощи спутниковых тарелок, эфирных антенн и/или по кабелю от поставщиков контента. Возможен также приём телеканалов через интернет и прочие сети – такие, как камеры видеонаблюдения и компьютеры.
Дистрибуция цифровых широковещательных телеканалов осуществляется с использованием следующих основных параметров:
- Стандарт вещания – к примеру, DVB-S/S2, DVB-T/T2, DVB-C, ATSC, ISDB и т.д. Зависит от региона и типа антенны.
- Частота: физическая частота, фиксированная частота, обычно в диапазонах УВЧ (от 300 МГц до 3 ГГц) или УКВ (от 30 до 300 МГц).
- Схема модуляции: определяет, каким образом данные цифрового ТВ физически кодируются в сигнале несущей, что, в свою очередь, влияет на полосу пропускания и качество потока.
- Кодирование: бесплатные каналы (FTA) транслируются в некодированном режиме. Каналы платного ТВ закодированы, чтобы обеспечить соблюдение бизнес-модели и защитить правообладателя от неавторизированных зрителей.
Каким образом осуществляется дистрибуция каналов подписчикам?
Головная станция является важнейшей частью системы дистрибуции телеканалов и обычно передаёт их внутри сети посредством одного из двух проводных соединений:
- через кабели Ethernet (как однопрограммные транспортные потоки (SPTS) по многоадресному IP);
- через коаксиальные антенные кабели (как многопрограммные транспортные потоки (MPTS) или «мультиплексированные» потоки).
Головная станция широковещательной сети раздаёт сигнал через сеть коаксиальных антенных кабелей. Головная станция системы IPTV ведёт потоковую многоадресную дистрибуцию IPTV-каналов через локальную сеть.
Цифровое скремблирование на головной станции
Блок скремблера обеспечивает скремблирование (шифрование) программ цифрового ТВ или транспортных потоков для их безопасной передачи на абонентские сет-топ-боксы. Сет-топ-бокс дескремблирует (дешифрует) цифровые телепрограммы или транспортные потоки, чтобы на телевизор передавались видео и аудио.
Особые функции скремблера
- Блок скремблирования содержит универсальный модуль скремблирования, который скремблирует конкретную программу, используя общий алгоритм шифрования.
- Скремблер обеспечивает вставку и передачу информации, имеющей отношение к процессу шифрования. В частности, это сообщения системы контроля за правами (ECM), сообщения системы управления правами (EMM), контрольные слова, рабочие ключи и прочие секретные ключи, которые должны использоваться для дескремблирования в абонентской приставке.
- В скремблере имеется модуль DVB Simul-crypt, который обеспечивает перемещение контрольных данных и кодов шифрования между универсальным модулем скремблирования и CAS.
- Модуль DVB Simul-crypt может поддерживать различные CAS: Conax, Nagra, Irdeto, NDS, Viaccess-Orca и т.д.
Особые функции системы условного доступа (CAS)
- Система CAS генерирует зашифрованные контрольные слова (ECW) и отправляет их на все карты условного доступа через сообщение, называемое сообщением контроля за правами (ECM). ECW может быть фиксированным или переменным и отправляется на все карты каждую долю секунды либо каждые 10 или 20 секунд. Сет-топ-бокс не проводит дескремблирование без ECM, потому что он несёт в себе важную информацию, такую как критерии доступа и собственные секретные ключи, необходимые для восстановления контрольных слов для дескремблирования.
- Для предотвращения возможного взлома, CAS также генерирует рабочие ключи и отправляет их на все карты условного доступа через сообщение, называемое сообщением управления правами (EMM). Отправляемый рабочий ключ шифруется с использованием шифрования RSA (разработано Ривестом, Шамиром и Адельманом – тремя учеными-исследователями из Массачусетского технологического института). EMM содержат авторизации и прочие инструкции, отдельные для каждой системы CA. EMM отправляется лишь на те карты, которым требуется обновление CA для поддержания своей авторизации. (Отсутствие обновления означает, что карта деавторизована).
Функции декодирования и дескремблирования в сет-топ-боксе
Сот-топ-бокс декодирует зашифрованные контрольные слова и рабочие ключи, одновременно расшифровывая программы, поступающие от блока скремблера.
- Сет-топ-бокс также имеет универсальный модуль дескремблирования, которые преобразует скремблированные видео и аудио в видимые и звуковые сигналы, используя для этого общий алгоритм скремблирования.
- Сет-топ-бокс имеет подключаемую карту View Card с сохранённым на ней мастер-ключом, который является уникальным для других карт, который можно использовать для расшифровки рабочего ключа EMM, адресованного исключительно данной карте.
- Сет-топ-бокс имеет модуль условного доступа (CAM), который обеспечивает декодирование управляющего слова (CW), используя для этого рабочие ключи и мастер-ключи, поступающие от модулей EMM и ECM. После этого декодированное контрольное слово используется САМ-модулем для контроля за общим алгоритмом скремблирования для дескремблирования входящих аудио- и видеосигналов.
Техническое обслуживание цифровой головной станции
Для гарантированного предоставления абонентам сети кабельного телевидения услуг хорошего качества провайдеру придётся время от времени проводить техническое обслуживание цифровой головной станции. Общеизвестно, что индустрия кабельного телевидения является высококонкурентным рынком, поэтому здесь не обойтись без проведения регулярного технического обслуживания головной станции. Ведь провайдеры предоставляют не только услуги доступа к программам кабельного телевидения, но также целый ряд других услуг – таких как широкополосный доступ в интернет, видео по запросу, радиослужбы и коммутируемое цифровое видео.
Инженер головной станции – человек, который отвечает за регулярное проведение технического обслуживания цифровой головной станции.
Ниже перечислены различные виды работ, связанных с обслуживанием системы цифровой головной станции от «А до Я».
Устройства для резервного копирования
Никто кроме инженера головной станции не сможет понять, насколько огромна важность этого компонента системы. Необходимо регулярно делать резервные копии конфигурации всех систем работающих на станции устройств. Таким образом, при всяком сбое в работе устройств, всегда можно перезагрузить их и загрузить рабочую конфигурацию.
Некоторые из компонентов оборудования цифровых головных станций требуют обязательного резервного копирования. К перечню такого оборудования относятся QAM, SMS, CAS и сервер PSI SI. Если в конфигурацию данных серверов вносятся какие-либо изменения, то после этого необходимо сделать свежую резервную копию. Однако, если изменения не вносились, то можно делать резервную копию один раз в неделю.
Продление лицензии
Необходимо регулярно проверять информацию о лицензии для устройств QAM, SMS-сервера, CAS-сервера и PSI SI-сервера и т.д. Если было обнаружено, что срок действия лицензии на какое-либо из этих устройств истекает, то необходимо продлить её, чтобы обеспечить бесперебойное обслуживание абонентов кабельного телевидения.
Срок действия лицензии может составлять год или полгода, в зависимости от типа устройства.
Мониторинг тревожных сообщений
В случае возникновения нештатной ситуации цифровые головные станции передают сигналы тревоги. Например, если устройство не обнаружило входной сигнал либо если отключился кабель управления, оно может отображать сигналы тревоги на передней панели. Главный инженер обязан отслеживать все эти аварийные сигналы и исправлять неполадки для правильной обработки сигналов.
Мониторинг работы услуг
Мониторинг работы услуг кабельного телевидения является обязательным и требует регулярного проведения. Таким образом, в случае «зависания» одного из телеканалов можно решить данную проблему в кратчайшие сроки.
Установка антивирусного ПО
На некоторые компоненты оборудования цифровой головной станции требуется установка антивирусного программного обеспечения. К числу таких устройств относятся такие серверы, как SMS-сервер, CAS-сервер и PSI SI-сервер. Для клиентского компьютера также требуется антивирус, поскольку клиент взаимодействует с устройством, работающем на цифровой головной станции.
Поддержание температуры
В диспетчерской цифровой головной станции необходимо поддерживать определённую температуру. От этого зависит корректная и эффективная работа всех устройств, установленных на станции. Многие из компонентов оборудования, установленного в диспетчерской, сильно нагревают воздух в помещении, увеличивая риск возгорания. Для предотвращения возникновения таких ситуаций необходимо использовать датчик температуры.
Для идеальной работы устройств, установленных в диспетчерской цифровой головной станции, следует поддерживать температуру в её помещении на отметке от 14 до 16 градусов Цельсия.
Если в диспетчерской используется сплит-кондиционер, то необходимо также установить таймер, который будет альтернативно запускать и останавливать кондиционер в определённые промежутки времени.
Настройка спутниковой тарелки
При монтаже цифровой головной станции все спутниковые тарелки точно настраиваются на нужные спутники. Однако с течением времени тарелки могут смещаться. Поэтому для обеспечения стабильного качественного приёма спутникового сигнала антенны необходимо периодически подстраивать и корректировать. Для этого используется специальное устройство, помогающее определить точный азимут направления тарелки.
Обслуживание высокочастотного кабеля
В летнее время высокочастотные кабели «плывут» в сторону разъёмов в нисходящем направлении. Это приводит к блокированию принимаемого сигнала, в результате чего ухудшается качество видео, а иногда сигнал пропадает вовсе. В таком случае необходимо проверить разъёмы, подключающие кабель к тарелке и разветвителю. В случае выявления там нагара, который, в сочетании с пылью, также ухудшает качество передачи сигнала, следует либо очистить разъём, либо заменить его.
Обслуживание ИБП
На головной станции всегда устанавливаются источники бесперебойного питания (ИБП), которые включены в электрическую цепь независимо от того, есть ли электричество, или его нет. Ибо они обеспечивают бесперебойную работу оборудования. В случае выхода ИБП из строя головная станция остаётся без энергоснабжения. Во избежание такой ситуации следует регулярно измерять напряжение и силу тока на батареях ИБП.
Проверка системы заземления
Систему заземления необходимо время от времени проверять. Она всегда должна быть подключена к специальным выходам аппаратуры, установленной на станции. Если система заземления не работает должным образом, оборудование головной станции оказывается под угрозой выхода из строя.
Заключение
Техническое обслуживание цифровой головной станции играет важную роль в улучшении качества обслуживания абонентов сети кабельного телевидения. Есть несколько факторов, которые следует время от времени проверять. При этом в первую очередь следует проверить показатели температуры и надёжность системы электропитания. Кабельное телевидение активно развивается за счёт увеличения количества услуг, предоставляемых его абонентам. Соответственно, большее количество предлагаемых услуг требует более тщательного обслуживания цифровой головной станции.